简介 气体传感器是一种将气体成分、浓度和其他信息转换为可以被人和机器读取的信息装置。目前，气体传感器分为化学传感器，包括：半导体气体传感器、电化学气体传感器、催化燃烧气体传感器、热导气体传感器、红外气体传感器、固体电解质气体传感器等。
主要性能 我们关心的传感器有三个主要性能：稳定性、灵敏度和可靠性；在应用中，它仍然相对care设备的功耗和体积。
气体传感器的稳定性主要取决于零点漂移和区间漂移/基线漂移。
零点漂移：输入为零输出偏离零值的变化，在气体传感器中指在没有目标气体存在的整个工作时间内传感器输出变化。
根据零漂移的原因，主要有温度漂移和时间漂移。随着环境温度的变化，输出不保持恒定和不规则的变化可称为温度漂移。随着使用或存储时间的增加，系统老化，内部结构特征或性质发生变化，产生漂移可称为时间漂移。
由于漂移的存在，使用一段时间后需要重新校准气体传感器的零点，而气体传感器的零点更难校准，一般需要校准标准气体，成本更高。
区间漂移/基线漂移：传感器在固定目标气体环境中的输出变化；理想的传感器，连续工作下的零点漂移≤±10%（F.S）。（FS指满量程）
灵敏度是指稳态工作下传感器输出的变化△y输入变化△x比例取决于传感器使用的技术类型。大多数气体传感器的设计原理是生物化学、电化学、物理和光学。在选择气体传感器时，通常考虑检测门限（气体传感器）TLV和LEL）、影响线性度、温湿度。
在气体传感器中，我们还需要注意选择性，即交叉灵敏度。由于检测原理的限制，传感器可能会对各种气体产生反应，因此传感器需要有足够的识别和筛选气体的能力。这一特性在跟踪各种气体的应用中非常重要，因为交叉灵敏度会降低测量的重复性和可靠性，理想的传感器应具有高灵敏度和高选择性。
传感器精度是指测量测量值与真实值之间的最大区别，在气体传感器的使用中削弱了真实值的价值，因此一般不考虑精度问题。分辨率是指传感器能感觉到的最小变化的能力，也是与传感器类型和产品型号相关的重要指标。
可靠性主要包括耐腐蚀性，因为气体传感器通常暴露在高体积分数的各种目标气体中。当这些特殊气体大量泄漏时，传感器探头能够承受极限，一般探头能够承受预期气体体积分数的10-20倍。在返回正常工作条件下，传感器的漂移应尽可能小。
半导体气体传感器
半导体气体传感器约占气体传感器的60%，根据其机理分为电导型和非电导型，其中电导型分为表面型和体积控制型。
表面气敏元件根据材料表面相应气体的载流子复合迁移（可理解为半导体材料的混合），导致材料表面的导电性发生变化。其直观变化是电阻/电导。对氧化气体的的n型和反应还原气体的p型。 SnO2半导体是一种典型的表面气敏半导体材料，在施加电压时被吸附SnO2材料表面的气体接受SnO2的氧而被还原，使材料表面的电导增大，电导的变化反映出还原性气体浓度的量。所以在以Pt催化材料SnO2气体传感器可用于检测可燃性气体CO、H2、CH4。 NiO/ZnO/ AgO对于p型半导体，氧会在同上过程中降低电导，所以对O2、O3.氧化气体敏感。 体积控制材料由于晶格缺陷引起的电导变化。一些杂质进入晶体材料会导致晶体物理性质的变化，一些气体可以进入晶格间隙（与溶解过程相比，固体溶解概念）破坏原晶体排列，改变晶体的电学性质。
这种常用材料，如Fe2O8、TiO2，如TiO2晶体容易吸附氢离子形成羟基产生氧空位，对可燃气体(有机气体)敏感，主要包括液化石油气、酒精等。这种气体分子与预吸附的氧气、羟基或水分子发生反应，导致氧化气体NO2和O3.增加电阻，恢复气体，如H2、H2S、CH4、NH3、CO和NO电阻降低。电导的变化通常与进料中检测到的气体浓度成比例。灵敏度还取决于氧化物材料及其多孔微结构的电子性质。 热线性传感器是一种半导体传感器，利用导热率随电子浓度的变化，又称热线性半导体传感器。通过在Pt涂在丝线圈上SnO2层，Pt在检测电阻变化的同时，丝起到加热作用。 在Pt丝施加电压后半导体加热，材料表面吸附的氧降低材料表面的自由电子浓度。当可燃气体存在时，可燃气体反应消耗氧气，增加自由电子浓度，随着自由电子浓度的增加增加导热率，增加散热率Pt丝温下降，阻值下降，Pt丝阻变化与气体浓度呈线性关系。 这种氧化物气体传感器工作温度高的第一个原因是传感器响应和恢复所需的表面氧化和恢复反应低于200℃时太慢。典型的高选择性温度是300℃和600℃之间。在这种高温下，一些进料气体分子，如氧气、甲烷、一氧化碳或硫化氢，可以在金属氧化物膜表面被氧化还原。 工作温度高的第二个原因是金属氧化物表面吸收的水会抑制传感器分析物的气体反应，因此必须在100℃(水沸点)在上述操作温度下去除水分。高温下吸附的水分子的脱附可以进一步提高灵敏度。 这些高温加热操作的后果是传感器必须有加热单元来提供所需的温度，因此设备的功耗非常高。常见的MQ该系列大多采用这种方案。 上述气体传感器是基于多晶或过渡金属氧化物半导体，而不是电导体FET（现场效应晶体管）气体传感器是一种基于硅集成电路制造工艺开发的独特的紧凑型气体传感器。这种传感器感知层是过渡性金属氧化物、稀土金属氧化物或金属纳米颗粒在硅衬底上形成的超薄气体敏感膜。
在现代集成电路工艺中FET作为传感器，格栅电极材料通常是金属铝FET钯、铱、碘化钾等材料对被测不同气体敏感。
传感器格栅电极感知层通过吸附在其上的化学物质来控制功率函数。当格栅电极暴露在被测气体中的表面吸附气体时，硅沟的表面电位会发生变化（FET阈值电压变化)，通过获得这种变化来反映被测气体的浓度。可以通过选择不同的气体敏感层材料来识别不同的气体。如果栅的电极材料是钯，它对氢非常敏感；对于铂和铱等含氢化合物NH3、H2S与乙醇敏感；当栅极材料为碘化钾时，可用于检测臭氧 。
FET现场效应晶体管气体传感器体积小，易于集成。它可以在室温下操作，功耗小，灵敏度高，选择性强。它是最有前途的气体传感器之一（这种传感器也被归类为MEMS气体传感器)